数据中心的制作方法

文档序号:30747639发布日期:2022-07-13 08:02阅读:71来源:国知局
数据中心的制作方法

1.本公开涉及数据中心技术领域,具体地,涉及一种数据中心。


背景技术:

2.随着云计算、大数据、物联网及人工智能的兴起,大型数据中心的需求与日俱增,数据中心的规 模也在不断增大。数据中心通常包括服务器、网络设备、冷却系统、供配电系统等组成,在对数据中 心进行搭建的过程中,存在的施工复杂、耗时久、成本高的问题,施工耗时长、施工过程中需要长时 间使用交通工具运输设备、钢筋混凝土等建材也会造成搭建数据中心相关碳排放量的增加,不利于降 低搭建数据中心相关的碳排放。


技术实现要素:

3.本公开的目的是提供一种数据中心,以解决相关技术存在的技术问题。
4.为了实现上述目的,本公开提供一种数据中心,包括:it设备集装箱,所述it设备集装箱内设 置有服务器机柜,所述it设备集装箱具有it冷却液入口接口、it冷却液出口接口、it进风接口和 it出风接口,所述it设备集装箱内预制有连接所述it冷却液入口接口与所述服务器机柜的冷却液入 口的冷却入液管道、连接所述it冷却液出口接口与所述服务器机柜的冷却液出口的冷却出液管道、 以及连接所述it出风接口与所述服务器机柜的出风口的风道,所述it进风接口与所述it设备集装 箱的内部连通;
5.风冷设备集装箱,所述风冷设备集装箱内设置有风冷设备,所述风冷设备集装箱具有风冷进风 接口和风冷出风接口,所述风冷进风接口与所述it出风接口对接,所述风冷出风接口与所述it进风 接口对接,所述风冷设备用于冷却从所述风冷进风接口流入的风,以使从所述风冷出风接口流出的风 的温度低于从所述风冷进风接口流入的风的温度。
6.可选地,所述风冷设备包括空-液换热器和风扇,所述风冷设备集装箱具有风冷冷却液入口接口 和风冷冷却液出口接口,所述风冷设备集装箱内预制有连接所述风冷冷却液入口接口与所述空-液换 热器的冷却液入口的换热入液管道、以及连接所述风冷冷却液出口接口与所述空-液换热器的冷却液 出口的换热出液管道,所述风扇用于使从所述风冷进风接口流入的风流经所述空-液换热器后从所述 风冷出风接口流出。
7.可选地,所述数据中心还包括散热设备集装箱,所述散热设备集装箱内设置有散热设备,所述 散热设备集装箱具有散热冷却液入口接口和散热冷却液出口接口,所述散热设备集装箱内预制有连接 所述散热设备与所述散热冷却液入口接口和散热冷却液出口接口的散热管道;
8.所述散热冷却液入口接口与所述it冷却液出口接口和所述风冷冷却液出口接口连接,所述散热 冷却液出口接口与所述it冷却液入口接口和所述风冷冷却液入口接口连接,所述散热设备用于使所 述散热冷却液出口接口流出的冷却液的温度能够低于从所述散热冷却液入口接口流入的冷却液的温 度。
9.可选地,所述散热设备包括冷却塔和/或第一空调机组。
10.可选地,所述散热设备包括冷却塔,所述冷却塔为开式冷却塔;
11.所述数据中心还包括水利设备集装箱,所述水利设备集装箱内设置有第一液-液换热器、第一水 泵以及第二水泵,所述水利设备集装箱具有第一水利冷却液入口接口、第二水利冷却液入口接口、第 一水利冷却液出口接口以及第二水利冷却液出口接口,所述水利设备集装箱内预制有连接所述第一液
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液换热器的第一冷却液入口与所述第一水利冷却液入口接口的第一管道、连接所述第一液-液换热器 的第一冷却液出口与所述第一水利冷却液出口接口的第二管道、连接所述第一液-液换热器的第二冷 却液入口与所述第二水利冷却液入口接口的第三管道、以及连接所述第一液-液换热器的第二冷却液 出口与所述第二水利冷却液出口接口的第四管道;
12.所述第一水利冷却液入口接口与所述散热冷却液出口接口连接,所述第一水利冷却液出口接口 与所述散热冷却液入口接口连接,所述第二水利冷却液入口接口与所述it冷却液出口接口和所述风 冷冷却液出口接口对接,所述第二水利冷却液出口接口与所述it冷却液入口接口和所述风冷冷却液 入口接口对接;
13.所述第一水泵设置在所述第一管道和/或所述第二管道上;所述第二水泵设置在所述第三管道和 /或所述第四管道上。
14.可选地,所述散热设备包括冷却塔,所述冷却塔为闭式冷却塔;
15.所述数据中心还包括水利设备集装箱,所述水利设备集装箱内设置有水泵,所述水利设备集装 箱具有水利冷却液入口接口和水利冷却液出口接口,所述水利设备集装箱内预制有连接所述水泵与所 述水利冷却液入口接口和水利冷却液出口接口的第五管道;
16.所述水利冷却液入口接口与所述散热冷却液出口接口连接,所述水利冷却液出口接口与所述it 冷却液入口接口和所述风冷冷却液入口接口对接。
17.可选地,it设备集装箱内还设置有冷量分配单元,所述冷量分配单元包括第二液-液换热器,所 述冷却入液管道包括第一子冷却入液管道和第二子冷却入液管道,所述冷却出液管道包括第一子冷却 出液管道和第二子冷却出液管道,所述第一子冷却入液管道连接所述it冷却液入口接口与所述第二 液-液换热器的第一冷却液入口,所述第二子冷却入液管道连接所述第二液-液换热器的第一冷却液出 口与所述服务器机柜的冷却液入口,所述第一子冷却出液管道连接所述it冷却液出口接口与所述第 二液-液换热器的第二冷却液出口,所述第二子冷却出液管道连接所述第二液-液换热器的第二冷却液 入口与所述服务器机柜的冷却液出口。
18.可选地,所述it设备集装箱还具有排烟口。
19.可选地,所述it设备集装箱内设置有配电柜,所述it设备集装箱具有it电输入接口,所述it 设备集装箱内预制有连接所述it电输入接口和所述配电柜的第一电缆;
20.所述数据中心还包括配电设备集装箱和变压设备集装箱,所述配电设备集装箱内设置有配电设 备,所述配电设备集装箱具有第一配电输入接口和配电输出接口,所述配电设备集装箱内预制有连接 所述配电设备与所述第一配电输入接口和配电输出接口的第二电缆,所述变压设备集装箱内设置有变 压设备,所述变压设备集装箱具有变压输入接口和变压输出接口,所述变压设备集装箱内预制有连接 所述变压设备与所述变压输入接口和变压输出接口的第三电缆;
21.所述第一配电输入接口用于与市电电网连接,所述配电输出接口与所述变压输入
接口连接,所 述变压输出接口与所述it电输入接口连接。
22.可选地,所述数据中心还包括备电设备集装箱,所述备电设备集装箱内设置有发电机,所述备 电设备集装箱具有备电输出接口,所述备电设备集装箱内预制有连接所述发电机与所述备电输出接口 的第四电缆;
23.所述配电设备集装箱具有第二配电输入接口,所述第二电缆连接所述第二配电输入接口与所述 配电设备,所述备电输出接口与所述第二配电输入接口连接。
24.可选地,所述数据中心还包括网络设备集装箱,所述网络设备集装箱内设置有网络机柜、列头 配电柜、第二空调机组,所述网络设备集装箱具有网络电输入接口,所述网络设备集装箱内预制有连 接所述列头配电柜与所述网络机柜、所述第二空调机组以及所述网络电输入接口的第五电缆,所述网 络电输入接口与所述变压输出接口连接。
25.可选地,所述数据中心还包括行政及辅助设备集装箱,所述行政及辅助设备集装箱内设置有消防 设备、弱电室、中控室以及办公室中的至少一者。
26.通过上述技术方案,在搭建数据中心前,可以先在工厂提前预制it设备集装箱和风冷设备集装 箱,即,将服务器机柜集成在it设备集装箱内、将风冷设备集成在风冷设备集装箱内,在搭建数据 中心时,可以直接将上述预制完成的it设备集装箱和风冷设备集装箱运抵到指定施工地点,直接将 风冷设备集装箱外置的风冷进风接口与it设备集装箱外置的it出风接口进行连接、将风冷设备集装 箱外置的风冷出风接口与it设备集装箱外置的it进风接口进行连接、以及将it冷却液入口接口和 it冷却液出口接口与相应的冷却液供给设备连接,即可实现对it设备集装箱和风冷设备集装箱的安 装,从而快速高效地实现对数据中心的部署和交付,缩短施工周期,降低在数据中心搭建施工过程中 造成的相关的碳排放量。
27.另外,在现有技术中,数据中心的机房内通常设置有服务器机柜和风冷设备(例如空调冷却机组), 通过风冷设备向服务器机柜吹风而实现冷却。然而,当服务器机柜和风冷设备被布置在同一空间内时, 风冷设备会占据服务器机柜的安装空间,会降低服务器机柜的设置密度,导致服务器机柜的设置数量 降低。并且,风冷设备对服务器机柜的冷却效果有限,当服务器机柜的设置密度增大,数量增多时, 风冷设备不能有效地冷却服务器机柜,此时可能需要增大风冷设备的功率,或增加风冷设备的数量, 而这又会导致pue(power usage effectiveness,电源使用效率)的增加。
28.而在本公开中,首先,由于风冷设备与服务器机柜分别是被设置在不同的集装箱内的,也就是说, 风冷设备与服务器机柜并未集成在同一集装箱内,因此,可以避免风冷设备占据服务器机柜的安装空 间,使得it设备集装箱内可以设置数量较多的服务器机柜,实现服务器机柜的高密度布置。
29.其次,由于it设备集装箱上不仅具有it进风接口以及it出风接口,还具有it冷却液入口接口、 it冷却液出口接口,这样,在对it设备集装箱内的服务器机柜进行降温散热的过程中,可以同时实 现对服务器机柜的液冷和风冷。
30.具体地,低温冷却液可以从it冷却液入口接口进入到冷却入液管道内,并经由该冷却入液管道 进入到服务器机柜,在与服务器机柜内的服务器发生热交换后,冷却液从服务器机柜的冷却液出口流 入到冷却出液管道内,再经由it冷却液出口接口流出,从而将服务器产生的热量带出到it设备集装 箱的外部。在通过冷却液实现对服务器进行液冷降温
的同时,风冷设备集装箱内的风冷设备运转,将 冷风从风冷设备集装箱上的风冷出风接口经it设备集装箱上的it进风接口流入到it设备集装箱内, 冷风流过服务器机柜时与服务器机柜发生了热交换并变成热风,热风进入风道并依次通过it出风接 口、风冷进风接口回流至风冷设备集装箱内,回流到风冷设备集装箱内的热风经过风冷设备的冷却降 温后,再重新变成低温的冷风重新吹向服务器机柜,实现对服务器的风冷降温。这样,通过上述风冷 和液冷两种方式共同对服务器机柜进行降温散热,具有更高的冷却效率及更好的冷却效果,能够允许 在it设备集装箱内设置更多服务器机柜,即,能够允许it设备集装箱内布置高密度的服务器机柜。
31.本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
32.附图是用来提供对本公开的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起 用于解释本公开,但并不构成对本公开的限制。在附图中:
33.图1是本公开一种示例性实施方式提供的数据中心的it设备集装箱、风冷设备集装箱、水利设 备集装箱、散热设备集装箱的液冷连接示意图;
34.图2是本公开另一种示例性实施方式提供的数据中心的it设备集装箱、风冷设备集装箱、水利 设备集装箱、散热设备集装箱的液冷连接示意图;
35.图3是本公开一种示例性实施方式提供的数据中心的it设备集装箱与风冷设备集装箱的风冷连 接示意图;
36.图4是本公开一种示例性实施方式提供的数据中心的it设备集装箱、风冷设备集装箱、水利设 备集装箱、散热设备集装箱、配电设备集装箱、变压设备集装箱、备电设备集装箱、网络设备集装箱、 行政及辅助设备集装箱的电路连接示意图;
37.图5是本公开一种示例性实施方式提供的数据中心的各集装箱的布置示意图;
38.图6是本公开一种示例性实施方式提供的数据中心中的it设备集装箱的平面示意图;
39.图7是本公开一种示例性实施方式提供的数据中心中的风冷设备集装箱的平面示意图;
40.图8是本公开一种示例性实施方式提供的数据中心中的散热设备集装箱的平面示意图;
41.图9是本公开一种示例性实施方式提供的数据中心中的水利设备集装箱的平面示意图;
42.图10是本公开另一种示例性实施方式提供的数据中心中的水利设备集装箱的平面示意图;
43.图11是本公开一种示例性实施方式提供的数据中心中的配电设备集装箱的平面示意图;
44.图12是本公开一种示例性实施方式提供的数据中心中的变压设备集装箱的平面示意图;
45.图13是本公开一种示例性实施方式提供的数据中心中的备电设备集装箱的平面示意图;
46.图14是本公开一种示例性实施方式提供的数据中心中的网络设备集装箱的平面示意图;
47.图15是本公开一种示例性实施方式提供的数据中心中的行政及辅助设备集装箱的平面示意图。
48.附图标记说明
49.1-数据中心;10-it设备集装箱;11-服务器机柜;12-it冷却液入口接口;13-it冷却液出口接口; 14-it进风接口;15-it出风接口;16-冷却入液管道;161-第一子冷却入液管道;162-第二子冷却入液 管道;17-冷却出液管道;171-第一子冷却出液管道;172-第二子冷却出液管道;180-风道;181-排烟 口;182-it电输入接口;1820-第一电缆;183-配电柜;19-第二液-液换热器;20-风冷设备集装箱;21
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风冷设备;210-空-液换热器;220-风扇;22-风冷进风接口;23-风冷出风接口;24-风冷冷却液入口接 口;25-风冷冷却液出口接口;26-换热入液管道;27-换热出液管道;28-风冷电输入接口;280-第六线 缆;30-散热设备集装箱;300-散热电输入接口;31-散热设备;310-开式冷却塔;320-闭式冷却塔;330
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第一空调机组;340-补冷冷机;32-散热冷却液入口接口;33-散热冷却液出口接口;34-散热管道;40
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水利设备集装箱;410-水利电输入接口;400-第一液-液换热器;401-第一水泵;402-第二水泵;41
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第一水利冷却液入口接口;42-第二水利冷却液入口接口;43-第一水利冷却液出口接口;44-第二水利 冷却液出口接口;45-第一管道;46-第二管道;47-第三管道;48-第四管道;49-第五管道;50-水泵; 51-水利冷却液入口接口;52-水利冷却液出口接口;60-配电设备集装箱;600-配电设备;61-第一配电 输入接口;62-第二配电输入接口;63-配电输出接口;70-变压设备集装箱;700-变压设备;701-变压 输入接口;702-变压输出接口;80-备电设备集装箱;81-发电机;82-备电输出接口;90-网络设备集装 箱;91-网络电输入接口;100-行政及辅助设备集装箱;101-消防设备;102-弱电室;103-中控室;104
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办公室;105-行政电输入接口。
具体实施方式
50.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方 式仅用于说明和解释本公开,并不用于限制本公开。
51.在本公开中,在未作相反说明的情况下,“连接”指的是相应设备之间可以直接连接,也可以间 接连接,“对接”指的是相应设备之间直接连接,“内、外”是指相应结构或部件轮廓的内、外;“远、 近”是指距离相应结构或者部件的远、近。
52.参考图1-图15所示,为了实现上述目的,本公开提供一种数据中心1,包括it设备集装箱10 和风冷设备集装箱20,其中,it设备集装箱10内设置有服务器机柜11,it设备集装箱10具有it 冷却液入口接口12、it冷却液出口接口13、it进风接口14和it出风接口15,it设备集装箱10内 预制有连接it冷却液入口接口12与服务器机柜11的冷却液入口的冷却入液管道16、连接it冷却液 出口接口13与服务器机柜11的冷却液出口的冷却出液管道17、以及连接it出风接口15与服务器机 柜11的出风口的风道180,it进风接口14与it设备集装箱10的内部连通;风冷设备集装箱20内 设置有风冷设备21,风冷设备集装箱20具有风冷进风接口22和风冷出风接口23,风冷进风接口22 与it出风接口15对接,风冷出风接口23与it进风接口14对接,风冷设备21用于冷却从风冷进风 接口22流入的风,以使从风冷出风接口
23流出的风的温度能够低于从风冷进风接口22流入的风的 温度。
53.通过上述技术方案,在搭建数据中心1前,可以先在工厂提前预制it设备集装箱10和风冷设备 集装箱20,即,将服务器机柜11集成在it设备集装箱10内、将风冷设备21集成在风冷设备集装箱 20内,在搭建数据中心1时,可以直接将上述预制完成的it设备集装箱10和风冷设备集装箱20运 抵到指定施工地点,直接将风冷设备集装箱20外置的风冷进风接口22与it设备集装箱10外置的it 出风接口15进行连接、将风冷设备集装箱20外置的风冷出风接口23与it设备集装箱10外置的it 进风接口14进行连接、以及将it冷却液入口接口12和it冷却液出口接口13与相应的冷却液供给 设备连接,即可实现对it设备集装箱10和风冷设备集装箱20的安装,从而快速高效地实现对数据 中心1的部署和交付,缩短施工周期,降低在数据中心1搭建施工过程中造成的相关的碳排放量。
54.另外,在现有技术中,数据中心的机房内通常设置有服务器机柜和风冷设备(例如空调冷却机组), 通过风冷设备向服务器机柜吹风而实现冷却。然而,当服务器机柜和风冷设备被布置在同一空间内时, 风冷设备会占据服务器机柜的安装空间,会降低服务器机柜的设置密度,导致服务器机柜的设置数量 降低。并且,风冷设备对服务器机柜的冷却效果有限,当服务器机柜的设置密度增大,数量增多时, 风冷设备不能有效地冷却服务器机柜,此时可能需要增大风冷设备的功率,或增加风冷设备的数量, 而这又会导致pue(power usage effectiveness,电源使用效率)的增加。
55.而在本公开中,首先,由于风冷设备21与服务器机柜11分别是被设置在不同的集装箱内的,也 就是说,风冷设备21与服务器机柜11并未集成在同一集装箱内,因此,可以避免风冷设备21占据 服务器机柜11的安装空间,使得it设备集装箱10内可以设置数量较多的服务器机柜11,实现服务 器机柜11的高密度布置。
56.其次,由于it设备集装箱10上不仅具有it进风接口14以及it出风接口15,还具有it冷却液 入口接口12、it冷却液出口接口13,这样,在对it设备集装箱10内的服务器机柜11进行降温散热 的过程中,可以同时实现对服务器机柜11的液冷和风冷。
57.具体地,低温冷却液可以从it冷却液入口接口12进入到冷却入液管道16内,并经由该冷却入 液管道16进入到服务器机柜11,在与服务器机柜11内的服务器发生热交换后,冷却液从服务器机柜 11的冷却液出口流入到冷却出液管道17内,再经由it冷却液出口接口13流出,从而将服务器产生 的热量带出到it设备集装箱10的外部。在通过冷却液实现对服务器进行液冷降温的同时,风冷设备 集装箱20内的风冷设备21运转,将冷风从风冷设备集装箱20上的风冷出风接口23经it设备集装 箱10上的it进风接口14流入到it设备集装箱10内,冷风流过服务器机柜11时与服务器机柜11 发生了热交换并变成热风,热风进入风道180并依次通过it出风接口15、风冷进风接口22回流至风 冷设备集装箱20内,回流到风冷设备集装箱20内的热风经过风冷设备21的冷却降温后,再重新变 成低温的冷风重新吹向服务器机柜11,实现对服务器的风冷降温。这样,通过上述风冷和液冷两种方 式共同对服务器机柜11进行降温散热,具有更高的冷却效率及更好的冷却效果,能够允许在it设备 集装箱10内设置更多服务器机柜11,即,能够允许it设备集装箱10内布置高密度的服务器机柜11。
58.这里,需要说明的是,it设备集装箱10的it冷却液入口接口12和it冷却液出口接口13可 以与任意能够提供低温冷却液的冷却液供给设备连接,例如,it冷却液入口接口12
和it冷却液出口 接口13可以与冷却塔、空调制冷机组、冷水源等连接,总之,只要能提供低温冷却液即可,本公开 对此不作限制。
59.此外,为了进一步降低该数据中心1的冷却成本,上文提到的冷却液可以为水,水的价格低廉、 补给方便,且在换热过程中不会对大气环境造成污染。当然,上述冷却液也可以为其他任意适当的冷 却液(例如冷媒),本公开对此不作限制。
60.可选地,为了便于it进风接口14、it出风接口15与风冷进风接口22、风冷出风接口23的对 接(即,直接连接),从而提高数据中心1的搭建速度,it进风接口14、it出风接口15可以设置在 it设备集装箱10的同一侧;风冷进风接口22与风冷出风接口23也可以设置在风冷设备集装箱20 的同一侧,这样,能够便于it进风接口14、it出风接口15与风冷进风接口22、风冷出风接口23 的对接。
61.上述风冷设备21可以为任意适当的能够提供冷风的风冷设备,例如,空调冷却机组,对于风冷 设备为空调冷却机组的实施例而言,可以使从风冷进风接口22流入的风流经空调冷却机组中的蒸发 器后再从风冷出风接口23流出,蒸发器中的低温冷媒可以吸收从风冷进风接口22流入的风的热量, 降低风的温度。
62.在本公开提供的另一种实施方式中,如图1-图4、图7所示,可选地,风冷设备21可以包括空
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液换热器210和风扇220,风冷设备集装箱20具有风冷冷却液入口接口24和风冷冷却液出口接口 25,风冷设备集装箱20内预制有连接风冷冷却液入口接口24与空-液换热器210的冷却液入口的换 热入液管道26、以及连接风冷冷却液出口接口25与空-液换热器210的冷却液出口的换热出液管道 27,风扇220用于使从风冷进风接口22流入的风流经空-液换热器210后从风冷出风接口23流出。 在对服务器机柜11进行冷却的过程中,温度较低的冷却液流入到空-液换热器210内。当风扇220运 转时,从it设备集装箱10内流出的热风经风冷进风接口22进入到风冷设备集装箱20,并被风扇220 吹向空-液换热器210,热风与空-液换热器210内的冷却液进行热量交换,使得在it设备集装箱10 内吸收了热量的热风的温度降低,变成低温的风重新从风冷出风接口23吹向it设备集装箱10内的 服务器机柜11,继续对服务器进行冷却,实现对服务器的风冷。吸收服务器热量后的低温冷却液变成 高温冷却液,并从风冷设备集装箱20的风冷冷却液出口接口25流出,实现对服务器的不间断散热降 温。
63.由于空-液换热器210、风扇220、换热入液管道26以及换热出液管道27已经在工厂集成为了 风冷设备集装箱20,在搭建数据中心1的过程中,无需再施工现场再对空-液换热器210、风扇220、 换热入液管道26以及换热出液管道27进行装配,只需要将风冷冷却液入口接口24和风冷冷却液出 口接口25连接用于向空-液换热器210提供冷却液的冷却液供给设备(例如冷却塔)连接即可,从而 能够实现数据中心1的灵活、快速地部署。
64.这里,本公开对与风冷冷却液入口接口24和风冷冷却液出口接口25所连接的冷却液供给设备 不作限定,只要能够向空-液换热器210提供低温冷却液即可。
65.可选地,为了向空-液换热器210和服务器机柜11提供低温冷却液,并在此基础上进一步提高 数据中心1的搭建速度,如图8所示,数据中心1还可以包括散热设备集装箱30,散热设备集装箱 30内设置有散热设备31,散热设备集装箱30具有散热冷却液入口接口32和散热冷却液出口接口33, 散热设备集装箱30内预制有连接散热设备31与散热冷却液入口接口32和散热冷却液出口接口33的 散热管道34;散热冷却液入口接口32与it冷却液出
口接口13和风冷冷却液出口接口25连接,散热 冷却液出口接口33与it冷却液入口接口12和风冷冷却液入口接口24连接,散热设备31用于使散 热冷却液出口接口33流出的冷却液的温度能够低于从散热冷却液入口接口32流入的冷却液的温度。
66.这样,流经服务器机柜11后的高温冷却液、以及从空-液换热器210内流出的高温冷却液分别 经散热设备集装箱30的散热冷却液入口接口32进入到散热设备31内,散热设备31在将高温的冷却 液的热量散发,变为低温的冷却液后,一部分低温的冷却液从散热冷却液出口接口33经it冷却液入 口接口12重新流入到服务器机柜11内,另一部分低温的冷却液从散热冷却液出口接口33经风冷冷 却液入口接口24重新流入到空-液换热器210内,实现对服务器机柜11的不间断冷却散热。
67.由于散热设备31也是在工厂制造阶段集成在散热设备集装箱30内的,因此在搭建数据中心1 时,可以直接将散热设备集装箱30运送到指定施工地点,直接连接散热设备集装箱30与it设备集 装箱10和风冷设备集装箱20即可,从而能够实现对数据中心1的快速部署和交付,缩短施工周期, 降低在数据中心1搭建施工过程中造成的相关的碳排放量。
68.散热设备31可以为任意能够降低冷却液温度,为服务器机柜11和空-液换热器210提供低温冷 却液的设备,例如,散热设备31可以包括冷却塔和/或第一空调机组330。
69.对于散热设备31包括冷却塔的实施例而言,冷却塔可以为开式冷却塔310、闭式冷却塔320、 自然通风冷却塔、机械通风冷却塔、混合通风冷却塔、湿式冷却塔、干式冷却塔、干湿式冷却塔等, 本公开对冷却塔的具体类型、数量、尺寸、形状等均不作限定。由于冷却塔是将吸收热量排放至大气 中,以降低冷却液温度的装置,其冷却原理为利用冷却液与空气流动接触后进行冷热交换产生蒸汽, 蒸汽挥发带走热量达到蒸发散热、对流传热和辐射传热等原理来降低水温,因此,对于通过冷却塔向 服务器机柜11和空-液换热器210提供低温冷却液的情况而言,冷却塔的设置可以有利于降低数据中 心的总能耗,从而降低数据中心的pue,进而降低碳排放量。并且,由于冷却塔的冷却温度与冷却塔 所处环境的湿球温度相关,而不是与其所处环境的干球温度(即环境温度)相关,而全球大部分地区 的湿球温度均能够满足对冷却塔的冷却液出口流出的冷却液温度的需求,因此,可以使得本公开提供 的数据中心冷却系统不容易受到地区环境温度的制约,可以应用至全球大部分地区。
70.对于散热设备31包括第一空调机组330的实施例而言,第一空调机组330可以包括依次串联成 回路的压缩机、冷凝器、膨胀阀和换热器,换热器的冷却液入口和冷却液出口分别连接散热冷却液入 口接口32和散热冷却液出口接口33,这样,经过膨胀阀节流降压后的低温冷媒可以流入换热器中, 与换热器中的冷却液进行热量交换,吸收冷却液的热量,从而使温度降低的冷却液从散热冷却液出口 接口33流出,并流向服务器机柜11和空-液换热器210。
71.对于散热设备31包括冷却塔和/或第一空调机组330的实施例而言,可以理解的是,根据服务 器机柜11的当前温度或者冷却需求,可以选择流向服务器机柜11和空-液换热器210的冷却液的冷 量由冷却塔提供,或者由第一空调机组330提供,或者由冷却塔和第一空调机组330共同提供。
72.对于冷却塔为开式冷却塔310的实施例而言,可选地,数据中心1还可以包括水利设备集装箱 40,如图9所示,该水利设备集装箱40内设置有第一液-液换热器400、第一水泵401以及第二水泵 402,水利设备集装箱40具有第一水利冷却液入口接口41、第二水利冷却
液入口接口42、第一水利 冷却液出口接口43以及第二水利冷却液出口接口44,水利设备集装箱40内预制有连接第一液-液换 热器400的第一冷却液入口与第一水利冷却液入口接口41的第一管道45、连接第一液-液换热器400 的第一冷却液出口与第一水利冷却液出口接口43的第二管道46、连接第一液-液换热器400的第二冷 却液入口与第二水利冷却液入口接口42的第三管道47、以及连接第一液-液换热器400的第二冷却液 出口与第二水利冷却液出口接口44的第四管道48;第一水利冷却液入口接口41与散热冷却液出口 接口33连接,第一水利冷却液出口接口43与散热冷却液入口接口32连接,第二水利冷却液入口接 口42与it冷却液出口接口13和风冷冷却液出口接口25对接,第二水利冷却液出口接口44与it冷 却液入口接口12和风冷冷却液入口接口24对接;第一水泵401设置在第一管道45和/或第二管道46 上;第二水泵402设置在第三管道47和/或第四管道48上。
73.由于开式冷却塔310在运行过程中,冷却液会暴露在外界环境中,这样会影响冷却液的洁净度, 为了避免洁净度较低的冷却液进入服务器机柜11,上述水利设备集装箱40内设置有第一液-液换热器 400,这样,对于冷却塔为开式冷却塔310的情况而言,低温的冷却液从散热冷却液出口接口33经第 一水利冷却液入口接口41流入到第一液-液换热器400内,并从第一液-液换热器400的第一冷却液出 口经散热冷却液入口接口32回流到开式冷却塔310内,与此同时,从服务器机柜11的冷却液出口和 空-液换热器210的冷却液出口流出的高温冷却液,分别从it冷却液出口接口13和风冷冷却液出口 接口25经第二水利冷却液入口接口42流入到第一液-液换热器400中,流入到第一液-液换热器400 内的高温的冷却液在与第一液-液换热器400内的低温的冷却液发生热交换后,从第二水利冷却液出 口接口44分别经it冷却液入口接口12流入至it设备集装箱10、风冷冷却液入口接口24流入至风 冷设备集装箱20,而从开式冷却塔310内流出的低温的冷却液在与上述高温冷却液发生热交换后, 变成高温的冷却液重新经散热冷却液入口接口32流回至开式冷却塔310中,并将热量排放至大气。 也就是说,通过设置第一液-液换热器400,可以避免从开式冷却塔310流出的洁净度较低的冷却液直 接进入服务器机柜11和空-液换热器210,从而避免影响服务器机柜11和空-液换热器210。
74.在上述循环换热过程中,第一水泵401可以为冷却液在开式冷却塔310与第一液-液换热器400 之间的流动提供驱动力,从而使得冷却液能够在第一液-液换热器400和开式冷却塔310之间循环流 动,第二水泵402可以为冷却液在第一液-液换热器400与服务器机柜11、空-液换热器210之间的流 动提供驱动力,从而使冷却液可以在第一液-液换热器400与服务器机柜11、空-液换热器210之间循 环流动。
75.这里,可以通过调整第一水泵401和第二水泵402的转速,来与服务器机柜11的降温散热需求 相匹配,具体的,当服务器机柜11的散热需求增大时,可以对应调高第一水泵401、第二水泵402 的转速,这样,单位时间内具有更大的量的冷却液与服务器机柜11进行换热,提高与服务器机柜11 的换热效率;当服务器机柜11的散热需求减小时,可以对应调低第一水泵401、第二水泵402的转速, 在能满足服务器机柜11的散热需求的同时,降低第一水泵401、第二水泵402的能耗。第一水泵401、 第二水泵402以及第一液-液换热器400的数量可以为一个也可以为多个,本公开对此不作具体限定。
76.此外,在具体实现上述第二水利冷却液入口接口42与it冷却液出口接口13和风冷冷却液出口 接口25对接,第二水利冷却液出口接口44与it冷却液入口接口12和风冷冷却
液入口接口24对接 时,第二水利冷却液入口接口42和第二水利冷却液出口接口44可以为三通接口,从而便于第二水利 冷却液入口接口42与it冷却液出口接口13和风冷冷却液出口接口25直接对接,且便于第二水利冷 却液出口接口44与it冷却液入口接口12和风冷冷却液入口接口24直接对接。
77.对于冷却塔为闭式冷却塔320的实施例而言,可选地,如图10所示,数据中心1还可以包括水 利设备集装箱40,水利设备集装箱40内设置有水泵50,水利设备集装箱40具有水利冷却液入口接 口51和水利冷却液出口接口52,水利设备集装箱40内预制有连接水泵50与水利冷却液入口接口51 和水利冷却液出口接口52的第五管道49;水利冷却液入口接口51与散热冷却液出口接口33连接, 水利冷却液出口接口52与it冷却液入口接口12和风冷冷却液入口接口24对接。这样,在对服务器 机柜11进行冷却的过程中,水泵50可以为冷却液提供动力,使从水利冷却液出口接口52流出的冷 却液能够流向it冷却液入口接口12和风冷冷却液入口接口24。由于闭式冷却塔320在冷却液降温过 程中是全封闭式冷却的,因此,冷却液不易被杂物等污染,冷却液洁净度较高,从闭式冷却塔320流 出的冷却液可以直接流入服务器机柜11和空-液换热器210中。
78.在上述设置有水利设备集装箱40的实施例中,水泵50或第一液-液换热器400在工厂提前集成 为了水利设备集装箱40,在搭建数据中心1时,只需要连接水利设备集装箱40与it设备集装箱10、 风冷设备集装箱20以及散热设备集装箱30即可。
79.此外,可选地,it设备集装箱10内还可以设置有冷量分配单元,如图1、图2、图3以及图6 所示,冷量分配单元包括第二液-液换热器19,冷却入液管道16包括第一子冷却入液管道161和第二 子冷却入液管道162,冷却出液管道17包括第一子冷却出液管道171和第二子冷却出液管道172,第 一子冷却入液管道161连接it冷却液入口接口12与第二液-液换热器19的第一冷却液入口,第二子 冷却入液管道162连接第二液-液换热器19的第一冷却液出口与服务器机柜11的冷却液入口,第一 子冷却出液管道171连接it冷却液出口接口13与第二液-液换热器19的第二冷却液出口,第二子冷 却出液管道172连接第二液-液换热器19的第二冷却液入口与服务器机柜11的冷却液出口。
80.通过设置第二液-液换热器19,从散热设备31内流出的冷却液不会直接流入到服务器机柜11 的内部,因此,不会对服务器机柜11的运行环境造成污染,以保障服务器机柜11的运行环境。
81.另外,由于服务器机柜11对冷却液的洁净度具有较高的要求,可选地,冷量分配单元还可以包 括过滤装置、杀菌装置、除垢装置中的至少一者,过滤装置、杀菌装置、除垢装置可以设置在第二子 冷却入液管道162上。通过在第二子冷却入液管道162处设置过滤装置、杀菌装置、除垢装置,可以 提升在服务器机柜11内循环流动的冷却液的洁净度,避免或减少冷却液在管道内发生堵塞、流动不 畅等状况,进一步提升对服务器机柜11的散热效率及效果。
82.可选地,如图6所示,服务器机柜11可以为多个,多个服务器机柜11可以相互并联,以使从第 二子冷却入液管道162流出的冷却液能够分成多股并流向不同的服务器机柜11。
83.另外,对于服务器机柜11为多个的情况而言,一个服务器机柜11的出风口可以与另一个服务 器机柜11的出风口相对设置,且该两个服务器机柜11的出风口位于该两个服务器机柜11的进风口 之间,从而便于布置与服务器机柜11的出风口连接的风道180。
84.可选地,如图6所示,it设备集装箱10还可以具有排烟口181。通过设置排烟口181,当发生 火灾时,排烟口181可以将it设备集装箱10内所产生的烟气和热量通过排烟口181排至室外,并能 在着火区形成负压,避免烟尘向其他区域蔓延。
85.此外为便于对服务器机柜11等设备进行供电,还可以在工厂提前预制配电设备集装箱60、变 压设备集装箱70等。
86.作为一种实施方式,it设备集装箱10内还设置有配电柜183,it设备集装箱10具有it电输 入接口182,it设备集装箱10内预制有连接it电输入接口182和配电柜183的第一电缆1820;数据 中心1还包括配电设备集装箱60和变压设备集装箱70,配电设备集装箱60内设置有配电设备600, 配电设备集装箱60具有第一配电输入接口61和配电输出接口63,配电设备集装箱60内预制有连接 配电设备600与第一配电输入接口61和配电输出接口63的第二电缆,变压设备集装箱70内设置有 变压设备700,变压设备集装箱70具有变压输入接口701和变压输出接口702,变压设备集装箱70 内预制有连接变压设备700与变压输入接口701和变压输出接口702的第三电缆;第一配电输入接口 61用于与市电电网连接,配电输出接口63与变压输入接口701连接,变压输出接口702与it电输入 接口182连接。市电电网与配电设备集装箱60上的第一配电输入接口61连接,电流可以通过第二电 缆导入至配电设备600并通过第二电缆从配电输出接口63导出,配电输出接口63与变压输入接口 701连接。
87.这样,市电电网提供的电流可以经配电设备600配电后,进入变压设备700,在经过变压设备 700的降压后,经变压输出接口702、it电输入接口182进入it设备集装箱10,从而实现对服务器 机柜11的电力供应。
88.由于配电设备600和变压设备700已经提前在工厂预制成了配电设备集装箱60、变压设备集装 箱70,在搭建数据中心1时只需要建立配电设备集装箱60、变压设备集装箱70以及需要供电的设备(例如,it设备集装箱10)之间的电连接关系,即可完成供电布置,极大的减少了数据中心1的搭 建时间。
89.可以理解的是,对于it设备集装箱10为多个的实施例而言,变压设备集装箱70上可以形成有 多个变压输出接口702,每个it设备集装箱10可以与对应的变压输出接口702连接。
90.可选地,上述配电设备600可以包括中压配电柜,上述变压设备700可以包括变压器、ups、 电池及配电柜等。
91.此外,为了保证在市电电网断电时数据中心1依然能够正常运行,可选地,数据中心1还可以 包括备电设备集装箱80,如图4、图13所示,备电设备集装箱80内设置有发电机81,备电设备集 装箱80具有备电输出接口82,备电设备集装箱80内预制有连接发电机81与备电输出接口82的第 四电缆;配电设备集装箱60具有第二配电输入接口62,第二电缆连接第二配电输入接口62与配电 设备600,备电输出接口82与第二配电输入接口62连接。当市电电网断电时,可以采用备电设备集 装箱80对数据中心1的各个用电设备进行电力供应,具体的,备电设备集装箱80内的发电机81发 电,并将产生的电流通过第四电缆传输至备电输出接口82,由于第二配电输入接口62与备电输出接 口82连接,从而能够将发电机81产生的电力通过第二电缆传递至配电设备600内,再通过变压设备 700输出至各用电设备(例如,it设备集装箱10)。
92.可选地,如图4、图14所示,数据中心1还可以包括网络设备集装箱90,网络设备集
装箱90 内设置有网络机柜、列头配电柜、第二空调机组,网络设备集装箱90具有网络电输入接口91,网络 设备集装箱90内预制有连接列头配电柜与网络机柜、第二空调机组以及网络电输入接口91的第五电 缆,网络电输入接口91与变压输出接口702连接。从而可以实现对网络设备集装箱90内的网络机柜、 列头配电柜、第二空调机组等用电装置的电力供应。
93.另外,如图4所示。在散热设备集装箱30上可以设置散热电输入接口300,该散热电输入接口 300可以与变压输出接口702相连,以用于为冷却塔提供电能;在水利设备集装箱40上可以设置有 水利电输入接口410,水利电输入接口410与变压输出接口702相连,以用于为第一水泵401、第二 水泵402提供电能;在风冷设备集装箱20上可以设置风冷电输入接口28,风冷电输入接口28与变 压输出接口702相连,为风冷设备集装箱20内的风扇220提供电能。
94.可选地,如图4、图15所示,数据中心1还包括行政及辅助设备集装箱100,行政及辅助设备集 装箱100内设置有消防设备101、弱电室102、中控室103以及办公室104中的至少一者。同样的, 在行政及辅助设备集装箱100上还设置有行政电输入接口105,行政电输入接口105可以与变压输出 接口702相连,以实现对行政及辅助设备集装箱100的电力供应。
95.通过上述技术方案,本公开通过将服务器机柜11集成为it设备集装箱10,将为服务器机柜11 冷却所需的设备集成为风冷设备集装箱20、水利设备集装箱40、散热设备集装箱30,将提供电力的 设备集成为配电设备集装箱60、变压设备集装箱70、备电设备集装箱80,将提供网络的设备集成为 网络设备集装箱90等,在进行数据中心1搭建时,只需要连接、安装各集装箱即可完成数据中心1 的搭建,能够实现数据中心1的快速部署和灵活部署,缩短施工周期,缩短交付时间,降低在数据中 心1搭建施工过程中造成的相关的碳排放量。在对数据中心1中各个集装箱进行布置过程中,如图5 所示,各集装箱可以通过任意适当的方式进行组合,例如,如图5所示,it设备集装箱10可以为多 个,且多个it设备集装箱10成排布置,风冷设备集装箱20、水利设备集装箱40、散热设备集装箱 30可以位于多个it设备集装箱10的一侧,配电设备集装箱60、变压设备集装箱70、备电设备集装 箱80以及行政及辅助设备集装箱100位于多个it设备集装箱10的另一侧,网络设备集装箱90可以 位于多个it设备集装箱10的两端,风冷设备集装箱20、水利设备集装箱40以及it设备集装箱10 可以直接相互对接,以减小占地面积。此外,变压设备集装箱70可以相对于配电设备集装箱60、备 电设备集装箱80以及行政及辅助设备集装箱100更靠近it设备集装箱10布置,以便于为it设备集 装箱10内的服务器机柜11供电,行政及辅助设备集装箱100可以位于变压设备集装箱70与配电设 备集装箱60、备电设备集装箱80以及行政及辅助设备集装箱100之间,从而便于管理人员对it设备 集装箱10、变压设备集装箱70、配电设备集装箱60、备电设备集装箱80以及行政及辅助设备集装 箱100。
96.以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式,但是,本公开并不限于上述实施方式中的具体 细节,在本公开的技术构思范围内,可以对本公开的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属 于本公开的保护范围。
97.另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可 以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本公开对各种可能的组合方式不再另行说 明。
98.此外,本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本
公开的思想,其 同样应当视为本公开所公开的内容。
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